固井、压裂设备模拟性能试验及其发展前景

论述了如何保证固井，压裂设备制造，装配质量并对该设备性能。质量进行试验检测，要想在固压设备生产和技术方面赶超国际先进水平，须建造一个设施齐备，检测手段先进的固井压裂设备试验场，对整机的性能进行全面的试验，检测。     

固井和压裂设备性能参数及曲线的自动生成

为满足固井和压裂设备设计人员、产品验收和操作人员对设备性能参数经常使用的要求,设计采用MicrosoftOfficeExcel电子表格,利用其计算和函数功能,输入固井和压裂设备的原始参数,就可得到相应的性能参数并自动生成性能曲线。该软件可直观地分析性能参数的合理性,减少设计计算工作量,提高设计精度,还可使技术人员合理地选择固井和压裂设备的动力配置,避免配置方案的局限性。     

固井压裂泵阀理论研究与应用

固井压裂泵是固井压裂设备的核心部件,固井车、压裂车及其撬装设备要实现其功能主要依靠其上装的柱塞泵。固井压裂泵泵送的液体排量具有脉动性,受柱塞数目和入值影响,同时泵阀的开启和关闭是动态的,且相对曲轴（或柱塞）具有轻微的滞后即开启和关闭滞后。固井压裂泵阀系统主要设计参数有：泵阀的升程、凡尔座内孔直径、凡尔弹簧的刚度及其预压缩量等,我们用试验验证了这些参数对固井压裂泵容积效率的影响。客积效率是衡量固井压裂泵性能的重要指标,研究泵阀理论合理设计这些参数可提高容积效率1%-3%。     

水平井固井预置滑套多级分段压裂完井技术

针对胜利油田薄互层低渗透等致密砂岩油藏及页岩油气的地质特点和非常规压裂改造的需要,研发了水平井套管固井预置滑套多级分段压裂完井技术。该技术具有压裂级数不受限制、管柱保持统一通径可满足大排量、大规模网缝压裂的需要,后期可选择性开关滑套实现生产控制或重复压裂等特点。室内模拟试验结果表明,预置可开关滑套在模拟固井状态下开启和关闭可靠,密封压力达70 MPa,能够满足现场需求。     

固井、压裂装备性能参数及曲线的自动生成

固井压裂装备性能参数的计算在产品设计和设备验收改造过程中会经常的使用。由于输入参数的变化复杂,设计人员在计算中会反复的进行参数调整。固井、压裂装备性能参数及曲线的自动生成采用“Excel”电子表格,利用其计算和函数功能,解决了设计计算中繁琐的计算过程。通过自动生成的性能曲线,可以直观发现设备配置参数的分别状况和配置的合理性,是设计人员理想的计算工具。     

国内外固井压裂设备现状及对发展我国固井压裂设备的建议

本文介绍了国内外固井、压裂设备的现状,指出高压、大排量和大功率是固井、压裂设备的发展趋势,并提出了对发展我国固井、压裂设备的若干建议。     

煤层气井压裂工艺及其对设备性能的要求

随着非常规油气开发的发展,煤层气井以其独有的特点形成与之相对应的压裂改造及配套工艺技术。在典型煤层气压裂案例介绍的基础上,对煤层气井压裂工艺进行了初步探讨,对比分析了煤层气压裂与常规油井压裂施工工艺的不同之处,包括压裂施工入井排量、施工规模、压裂液体系以及裂缝支撑剂几个方面,提出了煤层气井压裂工艺对设备性能的要求,对实现煤层气压裂工艺所配置的设备性能及使用要求进行了阐述。分析结果对煤层气压裂施工及其设备的选型和开发具有一定的指导意义。     

压裂完井工具高温高压性能模拟试验装置

针对常规试验装置不能满足压裂完井工具模拟试验要求的问题,研制了压裂完井工具高温高压性能模拟试验装置。该试验装置设计有可加热、可承高压的模拟井筒,可模拟井下工具的工作环境,对井下工具的性能进行有效检测;其地面加载装置可进行拉、压以及扭转等动作,满足井下工具坐封和解封等要求,可在2口井之间移动,操作台架可倾斜,操作台面可前、后、左、右4个方向调节,方便试验操作;试验井筒与加热系统采用油浴循环加热方式,加热效率高,能耗低。试验结果表明,装置的动作机构可提供500 kN的上提和下压力以及5kN·m的扭矩,满足拉、压、扭试验要求。该装置的研制成功可为真实而有效地评价井下工具的性能提供参考。     

水平井固井质量影响因素分析与提升对策探讨

随着井下大型压裂工艺技术的不断应用,对水平井固井质量的要求越来越高。水平井固井质量的好坏直接影响着水平井的产油寿命。本文对影响水平井固井质量的因素进行了分析,从研制专用通井工具进行模拟通井作业、应用漂浮接箍进行管串结构优化、优化水泥浆体系性能和强化固井工艺等方面进行了论述,对提高水平井固井质量具有积极作用。     

矿渣MTC固化物抗冲击性能试验

近几年来,矿渣MTC体系因其优异的浆体性能、明显提高固井质量、节约固井成本和保护环境等优点,在国内各油田固井作业中应用较多,并且成功地解决了某些固井技术难题[1-5]。但室内研究发现,MTC固化物因出现裂缝易发生断裂,尤其在高温情况下,由裂缝引起的断裂现象更为多见,直观上表现为脆性很大、抗冲击性能差,这对需要进行射孔、酸化、压裂等后期作业的油气井及小眼井、气(水)窜井和油水同层井的固井是很不利的。为了解高温高压下矿渣MTC固化物的脆性和抗冲击能力,拓宽其应用范围,进行了动态力学性能、模拟射孔和验窜室内试验,并且进行了现场抗冲击性能试验。     

基于CAN总线的海洋平台设备状态检测系统

针对海洋平台设备对自动化、数字化、智能化和信息化要求的不断提高以及其状态监测与控制系统分散等现状,采用集成控制的方法,设计了以PC机和单片机为控制核心的基于CAN总线控制的海洋平台设备状态检测系统,CAN智能测控节点可实时采集检测信号,经CAN-R232转换上传管理层。基于VC的监控界面可实时对数据进行分析、绘图、保存和打印处理等。现场应用表明,该系统运行比较稳定,收到了预期的效果。应用该系统来实现对海洋平台设备状态检测的自动化控制是可行的。     

井下工具油浸试验系统

根据油田开发需要,建成了井下工具实验室。该实验室同时通过了国家“实验室认可”和“计量认证”,其中的一套油浸试验系统属国内领先水平,它主要由油浸试验井、试验系统流程、自动化监控及配套设施四大部分组成。油浸试验井采用立式安装,模拟井下状态更加真实,可完成对101.6～177.8mm(4～7英寸)系列井下工具在温度180℃、压力120MPa条件下的高温、高压油浸性能检测,并可模拟井下两级三段管柱工作状态,实现对管柱的性能测试,为井下工具的研究和设计提供可靠的试验数据。     

URP200/S超声波探伤设备在SEW钢管探伤中的应用

为了快速、准确地对钢管的内外表面纵向、横向缺陷,尤其一些埋藏较深的裂纹、分层等致命性管材缺陷进行检测,对超声波探伤的基本原理、URP200/S超声波自动探伤设备的性能参数、特殊构造以及在实际探伤中出现的机械故障和信号干扰等情况进行了讨论分析,给出了解决措施。同时指出,URP200/S超声波自动探伤设备的日常维护保养尤为重要,还应加强操作人员技能的培训和提高,便于在以后使用中更好地对设备进行维护保养及快速处理故障。     

优质筛管模拟试验装置的研制与应用

目前国内外的筛管试验装置主要是对其材料或局部进行试验，难以评价筛管的整体性能，特别不适用于金属棉防砂管（简称优质筛管）。开发的优质筛管模拟试验装置能够对完整的筛管产品进行模拟试验。使用数据采集系统实时采集试验过程中的压力、流量数据，同时对筛管防砂后的流体采样，并进行粒度分析。根据试验结果分析筛管的防砂性能，并对比不同结构筛管的防砂性能，指导筛管研究开发及生产制造。     

焊管机组设备在线远程监控系统研究

为了提升设备故障预判能力,降低故障率,保障机组正常生产,将生产线关键岗位的控制PLC、专用采集模块、云终端远程登陆显示及监控服务器接入同一局域网,并利用服务器对PLC、专用模块采集到的电压、电流、温度、流量等设备运行参数和停车时间、产量等生产信息在监控Web界面上进行汇总、归类和集中显示,实现了对设备运行状态的实时掌握和监控,进一步完善了系统功能,提高设备运行信息监控的准确性和设备故障的预判能力。     

井口装置和采油树PR2性能鉴定试验研究

井口装置和采油树产品是否达到PR2级的性能要求,只有通过符合PR2试验要求的试验设备或系统、按照规定的性能鉴定程序进行试验来验证。为此,建立了井口装置和采油树PR2性能鉴定试验系统,系统包括静水压试验台、气密封试验台、阀门开关试验台、悬挂器载荷试验台、步入式温度试验系统、气体收集系统、数据采集和监控系统等。试验系统经过8次阀门样机和3次心轴式悬挂器的PR2试验,试验结果表明其各项功能和试验数据的准确度均符合GB/T 22513对PR2性能鉴定的要求。最后分析了PR2性能鉴定试验成败的原因,并提出建议。     

板管理化性能数据库信息系统的开发

为了对制管企业原材料入厂及钢管各工序检测数据进行科学统计分析,以便有效指导钢管生产,开发了管厂板管理化性能数据库信息系统。该系统从板材和钢管理化性能数据的实际状况出发,通过基础界面、提取参数、性能对应、指标定义、图表选择、统计分析等设计理念,实现了管体试验结果统计分析、板材试验结果统计分析、管体与板材试验结果对比统计分析、不同钢厂的板材及制成的钢管性能比较以及不合格数据查询等。该系统同时具有提取数据快速、统计和分析功能增强、整理和储存数据及时等特点,可为生产检验和营销活动提供技术支持。     

井下液压元件高温高压试验装置研究与应用

井下液压元件高温高压试验装置不需要模拟井下泥浆柱的压力,而只需模拟系统压力及井下高温环境来测试井下液压元件工作性能。通过对井下液压系统结构特点及工作原理的分析,论证了此试验装置的可行性,达到了模拟试验的目的。此试验装置的研制解决了研究开发及产业化中液压元件检测的难题,具有很高的经济价值及实用价值,在实践中已经得到成功应用。     

磁粉探伤中A1 30/100与A2 30/100标准试片使用性能探讨

为了在钢管磁粉探伤过程中寻求一种性能良好,成本较低的标准试片对探伤设备进行灵敏度校准,对A1 30/100与A2 30/100标准试片使用后设备的磁化电流、磁粉消耗、钢管退磁、设备故障率等方面进行了比较分析。结果表明,使用A1 30/100型试片校准设备灵敏度不仅能够符合标准规定、满足探伤要求,而且所需设备磁化电流小、每班节约电能约28.87 kWh;检测过程中,设备与钢管之间不易产生打火,检测结束后钢管易退磁、剩磁小,触头消耗少,设备故障率低,使用效果良好。     

井控装置测控系统改进方法研究

井控装置是保证钻井安全的核心装置,在运抵井队前必须按相关标准对其进行试压检测。分析了现有井控装置数据测控系统的构成,以及存在的不足,并提出了改进方法。采用变频控制和相关抗干扰措施,提高了系统的稳定性,使井控装置试压过程更加安全、可靠。